JP3427283B2

JP3427283B2 - コロナ放電電極及びこれを用いたコロナ帯電装置

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Publication number: JP3427283B2
Application number: JP23854395A
Authority: JP
Inventors: 勇雄遠藤; 宏行時松; 正泰小野寺; 小松　　徹; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2003-07-14
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0980869A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電現象を応用
して被帯電物を均一に帯電させるコロナ放電電極に関
し、殊に、非接触型の先鋭状電極を用いたコロナ放電電
極に関する。特に、電子写真方式の画像形成装置におい
て、感光体の帯電、転写、分離、除電等の目的に使用さ
れる非接触型の先鋭状電極を用いたコロナ放電電極及び
これを用いたコロナ帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のコロナ放電式のコロナ放電
電極としては、ワイヤ放電方式とピン放電方式（ピン電
極型、鋸歯状電極型等）に大別される。後者は小型で低
オゾン発生のため近年電子写真複写機、プリンタ等でも
使用されるようになってきた。特に、図１６に示すよう
に、放電部として一枚の薄い板状部材８１０に複数の鋸
歯状電極８１２を設けた電極板がＵＳＰ．４７２５７３
２に、また、これを用いた構造のコロナ帯電装置が特開
昭６３−１５２７２号公報によって開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
提案による放電部としての先鋭状電極は、電極の先端部
が突出しており、製造時に折れや、曲がりが発生しやす
いため、製造が非常に困難となる。また、使用時におけ
る清掃や交換の際に、折れや、曲がりの発生のため、正
常な放電が得られないといった問題がある。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決し、製造時
や使用時に先鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲がり等
の生じることのないコロナ放電電極の製造方法の提供を
目的とし、また、使用時における清掃や交換の際に、コ
ロナ放電電極の先鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲が
り等の生じることのないコロナ帯電装置を提供すること
を目的とした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の先鋭
状電極を有する先鋭状電極板が設けられたコロナ放電電
極において、前記先鋭状電極板が、絶縁性基板上にメッ
キ法により形成されたことを特徴とするコロナ放電電極
によって達成される（第一の発明）。

【０００６】また、上記目的は、複数の先鋭状電極を有
する先鋭状電極板が設けられたコロナ放電電極におい
て、前記先鋭状電極板が、絶縁性基板上に蒸着法により
形成されたことを特徴とするコロナ放電電極によって達
成される（第二の発明）。

【０００７】また、上記目的は、複数の先鋭状電極を有
する先鋭状電極板が設けられたコロナ放電電極を有する
コロナ帯電装置において、前記先鋭状電極板が、絶縁性
基板上にメッキ法により形成されたことを特徴とするコ
ロナ帯電装置によって達成される（第三の発明）。

【０００８】また、上記目的は、複数の先鋭状電極を有
する先鋭状電極板が設けられたコロナ放電電極を有する
コロナ帯電装置において、前記先鋭状電極板が、絶縁性
基板上に蒸着法により形成されたことを特徴とするコロ
ナ帯電装置によって達成される（第四の発明）。

【０００９】本発明のコロナ放電電極の構造を図１及び
図２を用いて説明する。

【００１０】先鋭状電極板１０は、共通電極１１と、共
通電極１１の一端に一定ピッチＤｐ（ｍｍ）で複数の放
電部である先鋭状電極１２とによって構成され、絶縁性
基板２０、例えばセラミック上に設けられる。後述する
製造方法により、先鋭状電極１２の先端部１３が絶縁性
基板２０の面上より突出することなく、絶縁性基板２０
上に設けられる。先鋭状電極１２の先端部１３の曲率は
Ｒ＝４０μｍ以下である。先鋭状電極１２の先端部１３
と絶縁性基板２０の端部との間隔Ｄｓ（ｍｍ）は、Ｄｐ
以下であり、先端部１３のピッチＤｐと同じ距離以上、
絶縁性基板２０上に入り込まない。先端部１３がＤｐ以
上入り込むと、絶縁性基板２０の沿面上での放電が起こ
り、安定した放電が得られない。好ましくは、先鋭状電
極１２の先端部１３と絶縁性基板２０の端部とが一致す
ること、即ちＤｓ＝０であることが好ましい。

【００１１】先鋭状電極板１０を絶縁性基板２０上に形
成することによって、先鋭状電極板１０を高い精度で感
光体ドラムに対して取り付けることができる。特に折れ
や曲がり、うねりが発生しないために、放電ムラの少な
い均一な帯電性を得ることができる。先鋭状電極１２の
先端部１３の先端部分まで絶縁性基板２０上に形成する
ことにより、この効果は特に顕著となる。

【００１２】コロナ放電電極の構造は図２に示すよう
に、先鋭状電極板１０が絶縁性基板２０の片面に設けら
れた構造のコロナ放電電極１（図２（Ａ））、或いは、
帯電性能の向上のため絶縁性基板２０の両面に設けられ
た構造のコロナ放電電極１ｂ（図２（Ｂ））のいずれに
構成されても良く、両面の場合、表裏の先鋭状電極板の
先端部位置が一致して配置されていても良く、千鳥状に
互いにずらして配置されていても良い。また、片面の場
合、絶縁性基板２０として用いられる、例えばセラミッ
クの割れ易さを補うために、先鋭状電極１２が設けられ
た側と反対側の面に、補強部材２１として、例えば絶縁
性樹脂を装着した構造のコロナ放電電極１ｃ（図２
（Ｃ））としても良い。

【００１３】絶縁性基板２０に用いられる絶縁性部材と
しては、従来公知のプリント基板等に用いられる絶縁性
部材を用いることができるが、高い電圧を印加し、放電
を行うため、絶縁耐力、トラッキング性に優れた材料を
選択することが好ましく、絶縁耐力としては５ＫＶ／ｍ
ｍ以上が好ましい。また、厚さは、材料の種類にもよる
が、概ね０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ以
下では直線性や強度に問題が生じ、３ｍｍ以上では重量
的に重くなり設置が困難となる。

【００１４】好ましい絶縁性部材として、以上の点か
ら、強度、直線性、絶縁耐力に優れ、また、後述する製
造方法における、メッキ時の耐薬品性や蒸着時の耐高温
性の点からセラミック系の材料を用いることが特に好ま
しい。

【００１５】セラミック材としてはアルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）系、単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステ
ライト（２ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ステアタイト（Ｍｇ
Ｏ／ＳｉＯ₂）系、ジルコン（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）系、
コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ３・５ＳｉＯ₂）
系、チタニア系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、窒化珪素（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄）系、ジルコニア（ＺｒＯ₂）系、サーメット
系、マイカレックス、ソーダ石英ガラス、ホウケイ酸ガ
ラス、石英ガラス等が用いられる。これらのセラッミク
材料には、割れ易さを改善するために、重量％として５
〜２０ｗｔ％の樹脂を含有させて弾性を適度に付与した
ものを用いても良い。

【００１６】前記の如く、片面のみに放電極を形成する
場合、セラッミクのみでは衝撃、振動、取り付け部分で
の応力集中等により割れやすいため、それらの点を補強
する図２（Ｃ）に示す補強部材２１として絶縁性樹脂
を、放電電極形成後、放電極を形成する面とは反対側の
面に装着することが好ましいが、絶縁性樹脂としては、
例えば、ポリエステル、ポリイミド、ガラスエポキシ、
エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ化エチレ
ン−６フッ化プロピレン共重合体、ポリ４フッ化エチレ
ン、ポリアミドイミド、ポリスルホル、トリアジン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン等の絶
縁性樹脂、またはこれらをガラス繊維等で強化した複合
材料の他、紙フェノール、シリコンゴム等の材料を用い
ることができる。

【００１７】図３に先鋭状電極板に設けられる先鋭状電
極のパターンの実施例を示すが、図３に示すような、放
電が行われる部分が、先鋭状になっているものが好まし
く、先鋭状電極板の放電部として、鋸歯状の先鋭状電極
１２が設けられた先鋭状電極板１０、矢先状の先鋭状電
極１２ｂ，１２ｃが設けられた先鋭状電極板１０ｂ，１
０ｃ、ダイヤ状の先鋭状電極１２ｄが設けられた先鋭状
電極板１０ｄ等の形状のものが用いられる。

【００１８】続いて、先鋭状電極板１０の製造方法につ
いて説明する。

【００１９】まず第一に、本発明のコロナ放電電極に設
けられる先鋭状電極板のメッキ法による製造方法につい
て図４を用いて説明する。

【００２０】メッキ法による先鋭状電極板の製造方法の
全体の流れとしては、図４に概略を示すように、ａ）絶
縁性基板の前処理、ｂ）レジストの作製、ｃ）無電解メ
ッキ、ｄ）電解メッキによる先鋭状電極板パターン作
製、ｅ）洗浄の順となり、従来公知のメッキ技術にほぼ
準ずるものである。

【００２１】ａ）前処理絶縁性基板２０上にメッキにより金属が析出しやすくす
るように絶縁性基板２０の前処理を行う。前処理とし
て、つぎの３工程により行われる。

【００２２】絶縁性基板上に付着している油脂や指紋等
の汚れを取り除くため、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸、ギ
酸、酢酸等の無機酸・有機酸の水溶液または、水酸化ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等のアル
カリ性水溶液に、６０℃〜６５℃で１０分〜２０分程度
浸透させる脱脂工程。

【００２３】析出した金属と絶縁性基板との密着性を向
上するために、絶縁性基板表面を化学的または機械的に
粗化する表面粗化工程。絶縁性基板として後述する絶縁
性樹脂を用いた場合には、硫酸−クロム溶液、過マンガ
ン酸カリーリン酸混液等を用いた化学的粗化が一般的に
は行われる。しかし、セラミックのような無機材料を用
いた場合、化学的粗化は行えず、機械的粗化も割れ等の
原因となるため、必ずしも行わなくても良い。

【００２４】後工程での無電解メッキが絶縁性基板上に
析出するように、絶縁性基板上に例えば還元力の強い錫
イオンを吸着させる活性化工程。活性化工程の主な方法
としては次の２通りがある。

【００２５】センシタイザー・アクチベーター法：塩化
第１すずと塩酸の水溶液に基板を１分〜５分浸した後、
塩化パラジウムと塩酸の水溶液に１分〜５分浸す。

【００２６】キャタリスト法：塩化パラジウムと塩化第
１すずのコロイド塩酸溶液に１分〜３分浸す。

【００２７】ｂ）レジストの作製メッキを行う前に、絶縁性基板２０上に先鋭状電極板１
０１のパターンに対応したレジスト１０２，１０３を作
製する。レジスト１０２，１０３を形成する手段として
は、従来公知のフォトエッチング法、スクリーン印刷に
よるエッチングレジスト構成法等を用いることができる
が、精度の点からフォトエッチング法を用いることが好
ましい。レジスト材料としては以下のものが好ましく用
いられるが、アジデイブ方式のプリント基板作製法と同
様に、いずれのレジスト材料を用いた場合も、絶縁性基
板２０上にこれらのレジスト材料を塗布し、先鋭状電極
板１０１のパターンに対応した部分を硬化させずに、ク
リーニングにより除去して、次の無電解メッキ工程でそ
の部分にメッキを析出させて先鋭状電極板１０１のパタ
ーンを形成する。両面に先鋭状電極板を構成する場合
は、絶縁性基板２０の両面に関して同様な工程を行う。

【００２８】レジスト材料としては、ネガ型のポリビニ
ルアルコール−重クロム酸塩、セラック−重クロム酸
塩、ガゼイン−重クロム酸塩、ポリビニルアルコール−
ジアゾ、アクリル系、ポリケイ皮酸ビニル、環化ゴム−
アジド、ポリビニルシンナミリデンアセタート、ポリケ
イ皮酸ビニル−β−ビニロキシエチルエステル、アジド
ポリマや、ポジ型のｏ−ナフトキノンアジドが用いられ
る。

【００２９】ｃ）無電解メッキレジストが構成された絶縁性基板２０の無電解メッキを
行う。メッキに用いる金属は以下に示した様に種々ある
が、析出しやすく、密着性が高いため、一般には硫酸銅
を用いた無電解銅メッキが最も広く用いられている。ｐ
Ｈ、液温に充分留意しながら、浴槽１０４ａ内の無電解
メッキ液１０５ａに絶縁性基板２０を浸し、先鋭状電極
板１０１のパターンに充分なメッキが形成された後、引
き上げて、レジストをアルカリ等により、除去、水洗、
乾燥を行う。

【００３０】液組成としては、金属に銅を用いる場合に
は、硫酸銅、ロッセル塩、ホルマリン、水酸化ナトリウ
ムが用いられ、金属にニッケルを用いる場合には、硫酸
ニッケル、酢酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、ク
エン酸ナトリウム乳酸、乳酸が用いられる。その他、す
ず（塩化第１すず）、クロム（臭化クロム、塩化クロ
ム）、コバルト（塩化コバルト）、コバルト−ニッケル
（塩化コバルト−塩化ニッケル）、鉄（硫酸第１鉄）、
銀（硝酸銀）等の金属によるメッキを行うことができ
る。

【００３１】ｄ）電解メッキ無電解メッキにより先鋭状電極板１０１のパターンを形
成した後、防錆、防食、及び充分な導電性を付与するた
めに、パターンに無電解メッキが行われた部分を陰極と
して電解メッキを行っても良い。浴槽１０４ｂ内の電解
メッキ液１０５ｂに絶縁性基板２０を浸し、先鋭状電極
板１０１のパターンにメッキを形成する。１０６は電極
板である。電解メッキを行う前に、無電解メッキ部分の
脱脂、酸洗い、界面活性剤による洗浄、水洗、乾燥を行
う。電解メッキは従来公知の方法で行うことができ、電
極板１０６としては、銅、ニッケル、クロム、亜鉛、カ
ドミウム、すず、金、金合金、銀、ロジウム等を用いる
ことができるが、このうち、銅、金、ロジウム等が好ま
しく用いられる。電解メッキ液を表１〜表３に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】ｅ）洗浄・レジスト除去無電解メッキまたは電解メッキ終了後、洗浄、アルカリ
等によるレジスト除去、洗浄、乾燥を行い、先鋭状電極
板１０１のパターンが形成されたコロナ放電電極が得ら
れる。また、先鋭状電極板１０１を無電解メッキのみで
形成する方法も用いることができる。

【００３６】このようなメッキ法では、先鋭状電極を比
較的厚く（数十μｍ）形成することができるため、先端
部からの放電性が高く、耐久性に優れた先鋭状電極を形
成することができる。

【００３７】第二に、本発明のコロナ放電電極に設けら
れる先鋭状電極板の蒸着法による製造方法について図５
〜図１０を用いて説明する。

【００３８】蒸着法による先鋭状電極板の製造方法の全
体の流れとしては、図５に概略を示すように、ａ）基板
汚れの除去、ｂ）レジストの作製、ｃ）蒸着法による電
極パターン作製の順となり、従来公知の金属薄膜製造技
術にほぼ準ずるものである。

【００３９】ａ）前処理絶縁性基板２０上に導電体が堆積しやすいように、絶縁
性基板２０の汚れを除去する。方法としては、酸洗い、
真空中で加熱する加熱法、加速したＡｒイオンを衝突さ
せるスパッタリング法等が用いられるが、一般的には後
の２種類の方法が好ましく用いられる。

【００４０】ｂ）レジストの作製堆積を行う前に、絶縁性基板２０上に先鋭状電極板２０
１のパターンに対応したレジスト２０２，２０３を作製
する。レジスト２０２，２０３を形成する手段として
は、従来公知のフォトエッチング法、スクリーン印刷に
よるエッチングレジスト構成法等を用いることができる
が、精度の点からフォトエッチング法を用いることが好
ましい。レジスト材料としては以下のものが好ましく用
いられるが、いずれのレジスト材料を用いた場合も、絶
縁性基板２０上にこれらのレジスト材料を塗布し、先鋭
状電極板２０１のパターンに対応した部分を硬化させず
に、クリーニングにより除去して、次の蒸着工程でその
部分に導電部材を堆積させて先鋭状電極板２０１のパタ
ーンを形成する。両面に先鋭状電極板を構成する場合
は、絶縁性基板２０の両面に関して同様な工程を行う。

【００４１】レジスト材料としては、ネガ型のポリビニ
ルアルコール−重クロム酸塩、セラック−重クロム酸
塩、ガゼイン−重クロム酸塩、ポリビニルアルコール−
ジアゾ、アクリル系、ポリケイ皮酸ビニル、環化ゴム−
アジド、ポリビニルシンナミリデンアセタート、ポリケ
イ皮酸ビニル−β−ビニロキシエチルエステル、アジド
ポリマや、ポジ型のｏ−ナフトキノンアジドが用いられ
る。

【００４２】また、蒸着法の種類、例えばＣＶＤ法によ
っては、絶縁性基板が非常に高温になる場合もあるため
に、上記のような樹脂によるレジストではなく、モリブ
デンやコバールなどの金属、グラファイト、ガラスによ
るマスク２０４を作製して、絶縁性基板２０上に設置
し、先鋭状電極板を形成することが好ましい。

【００４３】ｃ）蒸着法による電極パターンの作製蒸着法には大きく分けてＰＶＤ法（ｐｈｙｓｉｃａｌ
ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ法（ｃｈ
ｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の
２種類があるが、導電部材２０５の析出時の絶縁性基板
温度が低いため、主に前者の方法が本発明には好ましく
用いられる。ＰＶＤ法に用いられる導電部材については
表４に示した。

【００４４】

【表４】

【００４５】これらの手法を用いて、先鋭状電極板の形
成を行うが、必ずしも単一の金属のみで行う必要はな
く、例えば、絶縁性基板の吸湿や空気による酸化を防止
するために、絶縁性基板上に、チタン、銅、金の順に多
層にして蒸着を行っても良い。また、以下の方法のうち
では、真空蒸着法、スパッタ法が最もよく用いられる。ＰＶＤ法熱、物理的エネルギー（例えば熱、レーザー、エネルギ
ー的に強勢された原子、分子、イオン等）を供給して、
固体表面の原子、分子を解離・気化させ、それを絶縁性
基板上に堆積させるのがＰＶＤ法である。本発明に適し
たＰＶＤ法について述べる。

【００４６】真空蒸着法は、図６に示すように、真空中
で材料物質（導電部材）５１１を加熱して蒸発或いは昇
華させて、その蒸気を比較的低温の絶縁性基板５１２上
に輸送して、凝縮、析出させて先鋭状電極板を形成す
る。雰囲気圧力は１０^-3Ｔｏｒｒ〜１０^-11Ｔｏｒｒで
概ね１０^-6Ｔｏｒｒ近辺が一般的である。導電部材の加
熱には、タングステン、タンタル、モリブデンが蒸発源
として好ましく用いられる。その他、電子ビーム、レー
ザービームによる加熱も行うことができる。

【００４７】スパッタ法は、真空中でエネルギー的に強
勢された粒子（原子、分子、イオン）で導電部材５２１
の表面を叩き、導電部材表面の原子、分子、クラスター
を放出させ、絶縁性基板５２２上に析出・堆積させて先
鋭状電極板を形成する。雰囲気圧力は１Ｔｏｒｒ〜１０
^-6Ｔｏｒｒで概ね１０^-2Ｔｏｒｒ近辺が一般的である。
スパッタリングイオンとしてはＡｒが最も多く用いられ
る。一般に図７に示す２局直流スパッタリング装置と、
図８に示す高周波スパッタリング装置がよく用いられ
る。

【００４８】イオンプレーティング法は、図９に示すよ
うに、真空槽中を１０^-1Ｔｏｒｒ〜１０^-4ＴｏｒｒのＡ
ｒガスで満たし、導電性部材（陽極）５３１と絶縁性基
板５３２が置かれた陰極間に１００Ｖ〜数ＫＶの電圧を
印加し（陰極側を高くする）、アルゴンイオンにより絶
縁性基板がスパッタクリーニングされると同時に、加熱
によって蒸発した導電性粒子が、高電場と放電（グロー
放電）によって、加速・イオン化されて、絶縁性基板上
に堆積され先鋭状電極板が形成される。

【００４９】その他、イオンビームで導電性部材表面を
叩きスパッタリングを行うイオンビームスパッタリング
法、イオンビーム自体で基板上に成膜を行うイオンビー
ム法、クラスタイオン法等も用いることができる。

【００５０】ＣＶＤ法代表的な構成として、図１０に示すように、揮発性物質
５４１を原料として、化学反応を通して生成物（導電部
材）を絶縁性基板５４２上に堆積させるのがＣＶＤ法で
ある。原料ガスと生成物を表５に示す。

【００５１】

【表５】

【００５２】その他、プラズマＣＶＤ法、有機金属ガス
を原料としたＭＯＣＤＶ法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法等を用いることがで
きるが、比較的系内が高温（５００℃〜１０００℃）に
なる場合もあるために、絶縁性基板としてはセラミッ
ク、マスキング材料としては、樹脂によるレジストでは
なく、モリブデンやコバールなどの金属、グラファイ
ト、ガラスによるマスクを基板上に設置して、先鋭状電
極板を形成することが好ましい。

【００５３】このような蒸着法では、純度の高い金属で
エッジの極めてシャープな先鋭状電極が形成されるた
め、放電ムラやリークの起こりにくい、帯電安定性に優
れた先鋭状電極を形成することができる。

【００５４】上記の方法により形成されたコロナ放電電
極が用いられたコロナ帯電装置を図１１〜図１４を用い
て説明する。

【００５５】先鋭状電極板１０は、共通電極１１と、共
通電極１１の一端に一定ピッチＤｐ（ｍｍ）で複数の放
電部である先鋭状電極１２とによって構成される。先鋭
状電極１２の先端部１３が絶縁性基板２０の面上より突
出することなく、絶縁性基板２０、例えばセラミック上
に設けられたコロナ放電電極１が、電子写真方式の画像
形成装置に用いられる像形成体である感光体ドラム７の
矢印で示す移動方向に対して直交に配置される。先鋭状
電極１２の先端部１３の曲率はＲ＝４０μｍ以下であ
る。先鋭状電極１２の先端部１３と絶縁性基板２０の端
部との間隔Ｄｓ（ｍｍ）は、Ｄｐ以下であり、先端部１
３のピッチＤｐと同じ距離以上、絶縁性基板２０上に入
り込まない。先端部１３がＤｐ以上入り込むと、絶縁性
基板２０の沿面上での放電が起こり、安定した放電が得
られない。好ましくは、先鋭状電極１２の先端部１３と
絶縁性基板２０の端部とが一致すること、即ちＤｓ＝０
であることが望ましい。制御グリッド５は、例えば、板
厚０．１ｍｍのステンレス板をエッチング加工して作ら
れたものであり、シールド部材であるサイドプレート
３，４は、例えば、ステンレス製の一枚の板より形成さ
れたものである。

【００５６】コロナ放電電極１を、絶縁性樹脂、例え
ば、ＡＢＳ樹脂で作られた支持部材２の溝２ａに落とし
込み、例えば接着剤にて固定する。サイドプレート３，
４を、コロナ放電電極１の長手方向に平行して支持部材
２の両端に、例えば図示せぬ樹脂ネジにて取り付け固定
し、更に制御グリッド５を支持部材２の両端部の制御グ
リッド取り付け用の面２ｂ，２ｃに、例えば図示せぬ樹
脂ネジにて取り付け固定し、コロナ帯電装置であるスコ
ロトロン帯電器１００が形成される。

【００５７】上記のスコロトロン帯電器１００が、感光
体ドラム７と対峙して取り付けられるが、先鋭状電極板
１０が感光体ドラム７の回転方向下流側に取付けられる
方が、感光体ドラムの回転方向に放電が拡がるために、
帯電が安定し、特に好ましい。画像形成が成される際、
先鋭状電極板１０には直流電圧Ｅ１が、制御グリッド５
には直流電圧Ｅ２が、先鋭状電極板１０が設けられた側
のサイドプレート４に直流電圧Ｅ４が、それぞれ、印加
される。

【００５８】先鋭状電極１２の先端部１３の間隔Ｄｐを
１ｍｍ以下とした場合、隣接する鋸歯電極への放電が起
こり帯電ムラが著しい。先鋭状電極１２の先端部１３の
間隔Ｄｐを４ｍｍ以上とした場合、隣接する鋸歯電極か
らの放電が重ならず鋸歯電極のピッチに応じたムラが発
生し、鋸歯電極からの放電が完全に独立して感光体ドラ
ムに達するため帯電ムラが激しい。

【００５９】図１３に示すように、放電ムラの発生の無
いような先鋭状電極１２の先端部１３の間隔Ｄｐを、１
ｍｍ以上、４ｍｍ以下とすると、コロナ放電の放射状の
広がりの互いに交叉する点までの距離が２倍のＤｐとな
るため、先鋭状電極１２の先端部１３と制御グリッド５
との間隔の値Ｄｇを２Ｄｐ以上になる位置に、制御グリ
ッド５を配置することにより、隣接する先鋭状電極１２
からの放電が重なった状態で制御グリッド１５に到達す
るため制御グリッドの制御性が上がり、均一放電状態を
得ることが出来る。

【００６０】先鋭状電極板１０を絶縁性基板２０上に形
成することによって、先鋭状電極板１０を高い精度で感
光体ドラム７に対して取り付けることができる。特に折
れや曲がり、うねりが発生しないために、放電ムラの少
ない均一な帯電性を得ることができる。先鋭状電極１２
の先端部１３の先端部分まで絶縁性基板２０上に形成す
ることにより、この効果は特に顕著となる。

【００６１】上記の先鋭状電極板１０は必ずしも感光体
ドラム７に対して垂直に設置する必要はなく、より放電
面を広くして安定した放電を得るために、図１４に示す
ように、先鋭状電極１２のある側に傾けて設置したスコ
ロトロン帯電器１００ｂを用いても良く、コロナ放電電
極１を傾けて設置する場合にも上記と同様の関係がＤｐ
とＤｇの間に成り立つ。

【００６２】また、コロナ帯電装置としては、上記実施
例にて説明した先鋭状電極板１０が片面に設けられたコ
ロナ放電電極１の外に、図２に示したような、先鋭状電
極板１０が両面に設けられたコロナ放電電極１ｂや、片
面に先鋭状電極板１０が設けられたコロナ放電電極１に
補強部材２１を固着したコロナ放電電極１ｃが取付けら
れたものでも良い。

【００６３】

【実施例】

実施例１絶縁性基板２０として錫イオンにより活性化を行った、
厚さ１ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミック上に、硫
酸銅を用いた無電解メッキ、次いで硫酸銅を用いた電解
メッキを行い、先鋭状電極板１０を形成しコロナ放電電
極１を製造した。無電解メッキ液を表６に、電解メッキ
液を表７に示す。

【００６４】

【表６】

【００６５】

【表７】

【００６６】先鋭状電極板１０の形成されていない側の
面に、厚さ０．２ｍｍのガラスエポキシからなる補強部
材を接着剤により全面にはりつけ、コロナ放電電極１ｃ
を作製した。

【００６７】上記により作製され、図２（Ｃ）に示した
構造のコロナ放電電極１ｃが設けられた、図１１に示し
たスコロトロン帯電器１００を用いて、先鋭状電極１２
の先端部１３の間隔Ｄｐを３ｍｍ、先鋭状電極１２の先
端部１３と絶縁性基板２０の端部との間隔Ｄｓを０．２
ｍｍ、先鋭状電極１２の先端部１３と制御グリッド５と
の間隔の値Ｄｇを７ｍｍとし、先鋭状電極１２の先端部
１３のＲ＝30μｍの先鋭状電極板１０に−４．７ｋＶ
（ＤＣ）を印加し、制御グリッド５には−８００Ｖ（Ｄ
Ｃ）を印加して感光体ドラム７の表面電位を−８００Ｖ
で制御し、制御グリッド５の有効な制御性を保つよう先
鋭状電極板１０の側のサイドプレート４には制御グリッ
ド５への印加電圧より低い−６００Ｖ（ＤＣ）をそれぞ
れ印加して実験した結果、均一な帯電性が得られた。

【００６８】実施例２絶縁性基板２０として厚さ１ｍｍのアルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）セラミック上に、図６に示す装置により、真空蒸
着法でチタン、銅、金の順に蒸着し先鋭状電極板１０を
形成しコロナ放電電極１を製造した。先鋭状電極板１０
の形成されていない側の面に、厚さ０．２ｍｍのガラス
エポキシからなる補強部材を接着剤により全面にはりつ
け、コロナ放電電極１ｃを作製した。

【００６９】上記により作製され、図２（Ｃ）に示した
構造のコロナ放電電極１ｃが設けられた、図１１に示し
たスコロトロン帯電器１００を用いて、Ｅ１＝−５．５
ｋＶ（ＤＣ）、Ｅ２＝−８００Ｖ（ＤＣ）、Ｅ４＝−６
００Ｖ（ＤＣ）にて実験した結果、均一な帯電性が得ら
れた。

【００７０】実施例３絶縁性基板２０として厚さ１ｍｍのアルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）上に、図１０に示す装置により、ＣｕＣｌ₃を原
料ガスとして、ＣＶＤ法により銅で先鋭状電極板１０を
形成しコロナ放電電極１を製造した。先鋭状電極板１０
の形成されていない側の面に、厚さ０．２ｍｍのガラス
エポキシからなる補強部材を接着剤により全面にはりつ
け、コロナ放電電極１ｃを作製した。

【００７１】上記により作製され、図２（Ｃ）に示した
構造のコロナ放電電極１ｃが設けられた、図１１に示し
たスコロトロン帯電器１００を用いて、実施例２と同様
の実験条件により実験した結果、均一な帯電性が得られ
た。

【００７２】実施例４（両面電極）厚さ３ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックの両面
に、硫酸銅を用いた無電解メッキ、次いで硫酸銅を用い
た電解メッキを行い、先鋭状電極板１０を形成した。こ
のとき、両面の先鋭状電極１２の先端部１３が重ならな
いように、位置を１／２ピッチづつずらして先鋭状電極
を形成し、図２（Ｂ）に示した構造のコロナ放電電極１
ｂを製造し、図１５に示した断面形状のスコロトロン帯
電器１００ｃを用いて実験した。Ｄｐ＝３ｍｍ、Ｄｓ＝
０．４ｍｍ、Ｄｇ＝６．５ｍｍ、Ｒ＝３０ｍｍとし、Ｅ
１＝３．５ＫＶＤＣ、Ｅ２＝−８００ＶＤＣ、Ｅ３＝Ｅ
４＝−６００Ｖとした。更に均一な帯電性が得られた。

【００７３】比較例（絶縁性基板が無い先鋭状電極）実施例で用いた先鋭状電極板のかわりに、厚さ０．１ｍ
ｍのステンレス板をエッチング加工して作られた先鋭状
電極を用いたスコロトロン帯電器を用いて帯電を行っ
た。Ｄｐ＝３ｍｍ、Ｄｇ＝７ｍｍ、Ｅ１＝−４．５ＫＶ
（ＤＣ）、Ｅ２＝−８００Ｖ、Ｅ３＝Ｅ４＝−６００Ｖ
とした。

【００７４】上記の実施例及び比較例による、均一帯電
の評価法として、画像濃度０．８（Ｍａｃｂｅｔｈ
（株）社製マクベス濃度計ＲＤ−９１８による測定）の
ハーフトーンを紙上に出力し、搬送に対して垂直方向の
濃度ムラを１０μｍピッチで画像解析装置（ＲＴ−２０
００Ｃ、ヤーマン（株）社製）を用いて測定し、その標
準偏差を算出して比較した。表８にその結果を示す。

【００７５】

【表８】

【００７６】標準偏差が小さいほど（０に近い程）バラ
ツキが小さく、帯電が均一であることを示す。

【００７７】勿論、この先鋭状電極板が設けられたコロ
ナ放電電極を用いたコロナ帯電装置は、電子写真方式の
画像形成装置における帯電器以外の、転写・分離装置、
除電装置等にも用いることができるし、電子写真以外の
分野においても利用することができる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１によれば、絶縁性基板上にメッ
キ法により先鋭状電極を有する先鋭状電極板を形成す
る。このような製造方法にすることで、先鋭状電極が絶
縁性基板より突出することなく形成され、折れ、曲がり
等の生じることなく、取り扱いの容易なコロナ放電電極
を、精度良く、容易に得ることができる。また、従来公
知のメッキ法と同様な薬剤、基材、加工装置を用いるこ
とが可能なため、安価に、容易にコロナ放電電極を得る
ことができる。また、先鋭状電極を比較的厚く（数十μ
ｍ）形成することができるため、先端部からの放電性が
高く、耐久性に優れた先鋭状電極を形成することができ
る。

【００７９】請求項２によれば、絶縁性基板上に蒸着法
により先鋭状電極を有する先鋭状電極板を形成する。こ
のような製造方法にすることで、先鋭状電極が絶縁性基
板より突出することなく形成され、折れ、曲がり等の生
じることなく、取り扱いの容易なコロナ放電電極を、精
度良く、容易に得ることができる。また、従来公知の薄
膜形成法（蒸着法）と同様な薬剤、基材、加工装置を用
いることが可能なため、安価に、容易にコロナ放電電極
を得ることができる。また、純度の高い金属でエッジの
極めてシャープな先鋭状電極が形成されるため、放電ム
ラやリークの起こりにくい、帯電安定性に優れた先鋭状
電極を形成することができる。

【００８０】請求項３によれば、強度、直線性、絶縁耐
力に優れ、また、メッキ時の耐薬品性の点から特に好ま
しい。

【００８１】請求項４によれば、安定して、均一な帯電
性能が得られる。

【００８２】請求項５によれば、絶縁性基板の割れ易
さ、特に、セラミックの割れ易さを補うことができる。

【００８３】請求項６によれば、製造時や使用時に、先
鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲がり等の生じること
のないコロナ放電電極が得られる。また、先鋭状電極板
を絶縁性基板上に形成することによって、先鋭状電極板
を高い精度で感光体に対して取り付けることができ、特
に、先鋭状電極板に設けられた先鋭状電極の先端部を絶
縁性基板より突出させずに、絶縁性基板上に形成するこ
とによって、折れや曲がり、うねりが発生しないため
に、放電ムラの少ない均一な帯電性を得ることができ
る。

【００８４】請求項７によれば、使用時における清掃や
交換の際に、先鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲がり
等の生じることのないコロナ帯電装置を得ることができ
る。また、先鋭状電極を比較的厚く（数十μｍ）形成す
ることができるため、先端部からの放電性が高く、耐久
性に優れた先鋭状電極を有するコロナ帯電装置を得るこ
とができる。

【００８５】請求項８によれば、使用時における清掃や
交換の際に、先鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲がり
等の生じることのないコロナ帯電装置を得ることができ
る。また、純度の高い金属でエッジの極めてシャープな
先鋭状電極が形成されるため、放電ムラやリークの起こ
りにくい、帯電安定性に優れた先鋭状電極を有するコロ
ナ帯電装置を得ることができる。

【００８６】請求項９によれば、強度、直線性、絶縁耐
力に優れ、また、メッキ時の耐薬品性の点から特に好ま
しいコロナ帯電装置を得ることができる。

【００８７】請求項１０によれば、安定して、均一な帯
電性能が得られるコロナ帯電装置を得ることができる。

【００８８】請求項１１によれば、絶縁性基板の割れ易
さ、特に、セラミックの割れ易さを補ったコロナ帯電装
置を得ることができる。

【００８９】請求項１２によれば、製造時や使用時に、
先鋭状電極の先端部が容易に折れ、曲がり等の生じるこ
とのないコロナ帯電装置が得られる。また、先鋭状電極
板を絶縁性基板上に形成することによって、先鋭状電極
板を高い精度で感光体に対して取り付けることができ、
特に、先鋭状電極板に設けられた先鋭状電極の先端部を
絶縁性基板より突出させずに、絶縁性基板上に形成する
ことによって、折れや曲がり、うねりが発生しないため
に、放電ムラの少ない均一な帯電性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコロナ放電電極を示す図である。

【図２】コロナ放電電極の構造例を示す図である。

【図３】先鋭状電極のパターンを示す図である。

【図４】メッキ法による先鋭状電極板の製造方法の流れ
を示す図である。

【図５】蒸着法による先鋭状電極板の製造方法の流れを
示す図である。

【図６】真空蒸着装置を示す図である。

【図７】２局直流スパッタリング装置を示す図である。

【図８】高周波スパッタリング装置を示す図である。

【図９】イオンプレーティング法を示す図である。

【図１０】ＣＶＤ法を示す図である。

【図１１】本発明のコロナ放電電極を用いたスコロトロ
ン帯電器の断面構成図である。

【図１２】図１１のスコロトロン帯電器の組立図であ
る。

【図１３】スコロトロン帯電器の放電状態を示す図であ
る。

【図１４】斜めにコロナ放電電極が取付けられたスコロ
トロン帯電器を示す図である。

【図１５】両面電極構造のスコロトロン帯電器を示す図
である。

【図１６】従来の、鋸歯状電極板を示す図である。

【符号の説明】

１，１ｂ，１ｃコロナ放電電極２支持部材３，４サイドプレート５制御グリッド７感光体ドラム１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０１，２０１先鋭
状電極板１２，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ先鋭状電極１３先端部２０，５１２，５２２，５３２，５４２絶縁性基板２１補強部材

フロントページの続き (72)発明者羽根田哲東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (56)参考文献特開平６−35294（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−307479（ＪＰ，Ａ) 特開平５−94078（ＪＰ，Ａ) 特開平５−204226（ＪＰ，Ａ) 特開平５−224507（ＪＰ，Ａ) 特開平６−3923（ＪＰ，Ａ) 特開平４−14784（ＪＰ，Ａ) 特開平４−233560（ＪＰ，Ａ) 特開平７−181781（ＪＰ，Ａ) 特開平７−5746（ＪＰ，Ａ) 特開平６−130831（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 101 H01T 19/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板
が設けられたコロナ放電電極において、前記先鋭状電極
板が、絶縁性基板上にメッキ法により形成されたことを
特徴とするコロナ放電電極。
【請求項２】複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板
が設けられたコロナ放電電極において、前記先鋭状電極
板が、絶縁性基板上に蒸着法により形成されたことを特
徴とするコロナ放電電極。
【請求項３】前記絶縁性基板が、セラミックであるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のコロナ放電電
極。
【請求項４】前記絶縁性基板の両面に前記先鋭状電極
板が設けられたことを特徴とする請求項１〜３の何れか
１項に記載のコロナ放電電極。
【請求項５】前記絶縁性基板の前記先鋭状電極板が設
けられた面と反対側の面に、前記絶縁性基板の補強部材
が設けられたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１
項に記載のコロナ放電電極。
【請求項６】前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性基
板より突出しないことを特徴とする請求項１〜５の何れ
か１項に記載のコロナ放電電極。
【請求項７】複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板
が設けられたコロナ放電電極を有するコロナ帯電装置に
おいて、前記先鋭状電極板が、絶縁性基板上にメッキ法
により形成されたことを特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項８】複数の先鋭状電極を有する先鋭状電極板
が設けられたコロナ放電電極を有するコロナ帯電装置に
おいて、前記先鋭状電極板が、絶縁性基板上に蒸着法に
より形成されたことを特徴とするコロナ帯電装置。
【請求項９】前記絶縁性基板が、セラミックであるこ
とを特徴とする請求項７または８に記載のコロナ帯電装
置。
【請求項１０】前記絶縁性基板の両面に前記先鋭状電
極板が設けられたことを特徴とする請求項７〜９の何れ
か１項に記載のコロナ帯電装置。
【請求項１１】前記絶縁性基板の前記先鋭状電極板が
設けられた面と反対側の面に、前記絶縁性基板の補強部
材が設けられたことを特徴とする請求項７〜９の何れか
１項に記載のコロナ帯電装置。
【請求項１２】前記先鋭状電極の先端部が前記絶縁性
基板より突出しないことを特徴とする請求項７〜１１の
何れか１項に記載のコロナ帯電装置。